(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
(a)アルミニウム素材を燐酸又は水酸化ナトリウムの電解浴に浸漬し、直流電気分解によりその表面を陽極酸化処理して表面に開口する全ての孔の少なくとも85%が直径25nm〜90nmである孔を無数に形成して成る陽極酸化皮膜を形成せしめること、(b)次いで、該陽極酸化皮膜を形成されたアルミニウム材の一部又は全部を金型内の所定形状のキャビティー内に配置し、キャビティー内に露出する該陽極酸化皮膜面の一部又は全面に対し溶融合成樹脂を射出して該陽極酸化皮膜の表面に開口する無数の該孔内に該溶融合成樹脂の一部を侵入せしめると共に該キャビティー内の溶融合成樹脂を加圧充填成形することを特徴とするアルミニウム材と合成樹脂成形体の複合品の製造法。
【請求項２】
該アルミニウム素材を、液温10〜30℃、濃度15〜40％の燐酸の水溶液から成る燐酸浴中で、これを陽極とし、電圧20〜100V、電流密度0.5〜2A/dm2で直流電気分解を5〜25分行い、直径30nm〜90nmの無数の孔を有する陽極酸化皮膜を形成することを特徴とする請求項1に記載の複合品の製造法。
【請求項３】
該アルミニウム素材を、液温10〜30℃、0.05〜0.3モルの水酸化ナトリウムの水溶液から成る水酸化ナトリウム浴中で、これを陽極とし、電圧15〜45V、電流密度0.5〜3A/dm2で5〜25分直流電気分解を行い、直径25nm〜90nmの無数の孔を有する陽極酸化皮膜を形成することを特徴とする請求項1に記載の複合品の製造法。
【請求項４】
該金型を加熱した状態で溶融合成樹脂を該金型のキャビティー内に射出し且つ該キャビティー内の溶融合成樹脂を加圧充填成形することを特徴とする請求項1に記載の複合品の製造法。
【請求項５】
板状のアルミニウム素材又はこれをプレス加工により2次元又は3次元に屈曲成形して成るアルミニウム素材を用い、その該陽極酸化皮膜の全面又は一部に射出成形によりキャビティーの形状に対応する形状の合成樹脂成形体を形成すると共に、その一部が該陽極酸化皮膜の無数の孔内に食い込み結着した状態で接合して成ることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1つに記載の複合品の製造法。
【請求項６】
請求項1〜3のいずれか1つに記載の燐酸又は水酸化ナトリウムの電解浴により孔径25nm〜90nmの孔が無数に有する陽極酸化皮膜を形成された所望の形状のアルミニウム材の一部をインサート成形用金型内に差し込み、この状態でキャビティー内に溶融合成樹脂を射出し、その溶融合成樹脂の一部を該アルミニウム材のインサート部の表面に形成されている該陽極酸化皮膜の無数の該孔内に侵入せしめた状態で該キャビティー内の溶融合成樹脂を加圧充填成形することを特徴とする複合品の製造法。
【請求項７】
請求項1〜6のいずれか1つに記載の複合品の製造法により製造された複合品。
【請求項８】
請求項1〜6のいずれか1つに記載された複合品の製造法により陽極酸化処理を施された所望の形状のアルミニウム材の該陽極酸化皮膜の無数の該孔内に射出成形により合成樹脂成形体を食い込み結着した状態で接合して成る複合品を製造した後、該合成樹脂成形体で被覆されていない残る陽極酸化皮膜面を耐食性塗料で塗装し、その耐食性塗膜を形成することを特徴とする後処理を施された複合品の製造法。
【請求項９】
請求項1〜6のいずれか1つに記載された複合品の製造法により、アルミニウム材の該陽極酸化皮膜の表面の無数の該孔内に射出成形により該合成樹脂成形体を食い込み結着した状態で接合して成る複合品を製造した後、該合成樹脂成形体で被覆されていない該陽極酸化皮膜面を脱膜後、硫酸浴により電気分解し、硫酸アルマイトの耐食性皮膜を形成し、更に、着色し又は着色することなく封孔処理を施すことを特徴とする後処理を施された複合品の製造法。
【請求項１０】
該合成樹脂成形体を射出成形される合成樹脂として、急激な温度変化によるアルミと合成樹脂との線膨張の差を吸収できる弾性率を有する合成樹脂を使用することを特徴とする請求項8又は9に記載の後処理を施された複合品の製造法。
【請求項１１】
請求項8,9又は10に記載の製造法により後処理を施された複合品。
【請求項１２】
(a)板状のアルミニウム素材の両面に、請求項1の(a)により燐酸又は水酸化ナトリウムの電解浴による陽極酸化処理を施して、表面に開口した直径25nm〜90nmの孔を無数に形成して成る陽極酸化皮膜を形成せしめること、(b)次いで、その陽極酸化処理を施されたアルミニウム材の一方の面に印刷面を形成すること、(c)次いで、これを、プレス加工により2次元又は3次元に屈曲成形すること、(d)次いで、屈曲成形され、且つ該陽極酸化皮膜を形成されたアルミニウム材の一部又は全部を金型内の所定形状のキャビティー内に配置し、キャビティー内に露出する該陽極皮膜面の一部又は全面に対し溶融合成樹脂を射出して該陽極皮膜の表面に開口する無数の孔内に該溶融合成樹脂の一部を侵入せしめると共に該キャビティー内の溶融合成樹脂を加圧充填成形することの工程から成ることを特徴とする複合品の製造法。
【請求項１３】
(a)板状のアルミニウム素材の一方の面に印刷面を形成すること、(b)次いで、これを、プレス加工により2次元又は3次元に屈曲成形すること、(c)次いで、屈曲成形されたアルミニウム素材の印刷を施されていない他方の面に請求項1の(a)により燐酸又は水酸化ナトリウムの電解浴による陽極酸化処理を施して、表面に開口した直径25nm〜90nmの孔を無数に形成して成る陽極酸化皮膜を形成せしめること、(d)次いで、該陽極酸化皮膜を形成されたアルミニウム材の一部又は全部を金型内の所定形状のキャビティー内に配置し、キャビティー内に露出する該陽極皮膜面の一部又は全面に対し溶融合成樹脂を射出して該陽極皮膜の表面に開口する無数の該孔内に該溶融合成樹脂の一部を侵入せしめると共に該キャビティー内の溶融合成樹脂を加圧充填成形することの工程から成ることを特徴とする複合品の製造法。
【請求項１４】
(a)板状のアルミニウム素材の一方の面に印刷面を形成すること、(b)次いで、そのアルミニウム素材の印刷を施されていない面に、請求項1の(a)により燐酸又は水酸化ナトリウムの電解浴による陽極酸化処理を施して、表面に開口した直径25nm〜90nmの孔を無数に形成して成る陽極酸化皮膜を形成せしめること、(c)次いで、これを、プレス加工により2次元又は3次元に屈曲成形すること、(d)次いで、成形したアルミニウム材の該陽極酸化皮膜を形成されたアルミニウム素材の一部又は全部を金型内の所定形状のキャビティー内に配置し、キャビティー内に露出する該陽極皮膜面の一部又は全面に対し溶融合成樹脂を射出して該陽極皮膜の表面に開口する無数の該孔内に該溶融合成樹脂の一部を侵入せしめると共に該キャビティー内の溶融合成樹脂を加圧充填成形することの工程から成ることを特徴とする複合品の製造法。
【請求項１５】
射出成形用金型のスプルに接続するランナーの下垂路とその下端のゲートの外周を囲繞して加熱器を設けた射出成形用金型を用いることを特徴とする請求項14に記載の複合品の製造法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アルミニウム材に合成樹脂成形体が強固に結着された耐剥離性に優れ、安定堅牢な複合品の製造法及びその複合品に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば、アルミニウム複合品に関する発明として開示された特開平5-51794号公報には、アルミニウム又はアルミニウム合金の硬質陽極酸化皮膜の表面にポリテトラフルオロエチレンの微粒子を電気化学的もしくは化学的に吸着させ、乾燥した後、相手材と摺り合わせにより潤滑膜を形成して摩擦特性、耐焼付性の優れたアルミニウム複合品を製造する方法が開示されている。この公知文献は、換言すれば、アルミニウムの陽極酸化皮膜の表面に前記の潤滑膜を形成する表面処理法の発明を開示したものである。また、特開2001-172795号公報には、アルミニウム又はアルミニウム合金の陽極酸化皮膜の表面にポリシラザン溶液を塗布し、乾燥し、焼成することにより、放出ガスやパーティクルが少なく、且つ耐絶縁性や耐食性の向上したアルミニウム複合品の表面処理方法とそのアルミニウム複合品の発明が開示されている。
このように、これらの引用文献に開示の発明は、アルミニウムの表面処理法に関するものであり、後記する本発明の目的とする陽極酸化処理されたアルミニウム又はアルミニウム合金から成るアルミニウム材と合成樹脂成形体とを互いに強固に結着せしめたアルミニウム複合品やその製造法に関するものではない。
一方、従来、アルミニウム材と合成樹脂成形体の複合品の製造は、下記に詳述するように、製造が面倒であるばかりでなく、両者が全面的に一体に結着した機械的強度の大きい安定堅牢な複合品は得られない。
そこで、従来のインサート成形用金型を用いて、鉄又は鋼鉄製の金属部品の一部を金型のキャビティー内に挿入した状態で保持し、この状態で溶融合成樹脂をキャビティー内に射出し、所定形状の合成樹脂成形体内に該金属部品の一部をインサート成形して成る複合品を製造することが行われているが、金属がアルミニウム素材である場合は、その表面はアルミニウム又はアルミニウム合金の金属面であるため、更には、射出成形される合成樹脂とアルミニウムの夫々の線膨張係数が大きく相異するなどのため、その複合品を製造することが困難であった。
そこで、一般に見られるように、パソコン、デジタルカメラ、携帯電話、シャーシ取付部品などの各種電気・電子部品、スイッチボックスなどの所望の各種の電気機器や電子機器を収容した電子ケースやカバーなどの電気・電子機器筺体、建造物の部品や自動車などに取り付ける内，外装飾品などの各種部品の製造は、予め、ケースやカバーなどの色々な形状にプレス加工したアルミニウム成形板などのアルミニウム材と、予め、所望の形状に形成した合成樹脂成形体とを種々の手段で組み付けてその複合品が製造されている。更に詳細には、従来の複合品の製造は、例えば、アルミニウム成形板と合成樹脂成形体とを両面接着テープを介して互いに重ね合わせ結着して製造されるもの、アルミニウム成形板としてその少なくとも両側縁に多数のかしめ用爪を配設したものを作製しておき、そのアルミニウム成形板に合成樹脂成形板を重ね合わせた状態でその多数の爪を内側にその合成樹脂成形体の上面にかしめ付けて製造されるもの、或いは多数の爪によるかしめ結着に代わり、両成形体を重ね合わせたものをネジなどを用いて螺挿結着して製造されるものがある。図18に示す複合品は、前者の1例を示すスイッチボックスのカバーである。この複合品は、次のように製造される。即ち、中心に配電線を通すための貫通孔を有するプレス加工された筺型スイッチボックスのカバーのアルミニウム成形体Aと、射出成形された合成樹脂成形体Bとを各別に製造した後、該筺型のアルミニウム製筺体Aの裏面に該合成樹脂形成体の平坦面を両面接着テープCを介して重ね合わせ加圧接着して製造される。
また、アルミニウムケースの内面に電子機器のシャーシを取り付けるための合成樹脂製のスタッド固着し複合品を製造するには、接着剤を介して固着していた。
【特許文献１】
特開平5-51794号公報
【特許文献２】
特開2001-172795号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
このように、従来のアルミニウム材と合成樹脂成形体との複合品は、予め、プレス加工により成形したアルミニウム材と合成樹脂成形体とを夫々製造した後、両者を上記の種々の結着手段で組み付ける工程を要するので、製造に時間と手間がかゝり、製造効率が劣ると共に製造コストの増大をもたらす。更には、その製造された複合品は、両面接着テープや接着剤を使用したものは、経時的に接着剤の品質が劣化し、接着力の低下をもたらし、両部材間が剥離を生ずるおそれがあり、また、かしめ結着やネジ止めなどで組み付けたものは、その相互対向面全面で接合していないので、複合品全体としての機械的強度が弱く、振動、衝撃に対し信頼性に欠け、安定堅牢な複合品が得られないなどの課題がある。
また、インサート成形用金型により、アルミニウム材の挿入部を金型のキャビティー内に挿入し、いわゆる鋳込み成形による複合品を製造した場合は、その合成樹脂成形体とアルミニウム材との接合部の引張強度は弱く、振動、衝撃などで剥離しガタツキを生ずる不都合がある。
従って、上記従来の課題に鑑み、両面接着テープ、接着剤、ビスなどの結着部材や組み付け工程を必要とすることなく、所望形状、寸法のアルミニウム又はアルミニウム合金から成る所望の寸法、形状のアルミニウム素材に、所望形状、寸法の合成樹脂成形体との相互対向面を全面に亘り大きな結着力で強固に接合した耐剥離性が大きく、安定堅牢な複合品を高能率且つ安価に製造することを目的とする。
本願の発明は、この目的を達成するため、種々試験、研究し、試行錯誤の結果、アルミニウム素材を特定の陽極酸化処理により所定の孔径を有する陽極酸化皮膜を形成することと、その陽極酸化皮膜に対し、溶融合成樹脂を射出成形することを組み合わせることにより、キャビティーの形状に対応する所定の合成樹脂成形体が極めて容易に且つアルミニウム材に対し強固に結着され、耐剥離性の極めて大きな複合品が得られることを知見した。
即ち、その試験、研究の過程で、アルミニウム素材の表面を硫酸浴で交流電解や直流電解でその陽極酸化皮膜を形成した場合、その陽極酸化皮膜として、その表面に開口する無数の孔の大部分の直径は約10nmで、この陽極酸化皮膜を形成されたアルミニウム素材を、インモールド成形用の金型の一方の金型に設けた保持用凹面に設置し、他方の金型を閉じ、所定形状のキャビティー内に溶融合成樹脂を射出すると共にキャビティー内を溶融合成樹脂を加圧充填し、冷却後、脱型して複合品を取り出し、その合成樹脂成形体に引張力をかけたところ、小さい引張力で容易にアルミニウム素材の陽極酸化皮膜面から剥がれた。その原因を調べるべく、その皮膜面を観察したところ、その孔の直径は小さすぎて溶融樹脂が入り込んでいないことが判明した。そこで硫酸浴の代わりに、シュウ酸浴、燐酸浴、水酸化ナトリウム浴などで、夫々直流電解を行って得られた夫々の陽極酸化皮膜を形成したアルミニウム素材につき、上記のインモールド成形用金型により射出成形を行い、その皮膜に合成樹脂成形体が接合した夫々の複合品を製造し、その合成樹脂成形体に引張力を加えたところ、シュウ酸浴では容易に剥がれたが、燐酸浴及び水酸化ナトリウム浴を用いた場合には、極めて大きい引張力によっても合成樹脂成形体は剥離しなかった。そこで、その合成樹脂成形体をその陽極酸化皮膜面から切除し、その切除後の陽極酸化皮膜の無数の孔は、凝固した合成樹脂で充填されていた。而して、これらの比較試験の結果、陽極酸化皮膜の表面に開口する無数の孔の全部とは言わないまでも、少なくともその大部分の孔の直径が25nm〜90nmであるとき、射出成形時にこれらの孔に溶融樹脂が侵入し、その凝固の結果、該合成樹脂成形体は、該陽極酸化皮膜の無数の該孔内に食い込んだ状態で、アルミニウム素材と強固に接合された複合品が得られることを知見した。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、請求項1に記載の通り、(a)アルミニウム素材を燐酸又は水酸化ナトリウムの電解浴に浸漬し、直流電気分解によりその表面を陽極酸化処理して表面に開口する全ての孔の少なくとも85%が直径25nm〜90nmである孔を無数に形成して成る陽極酸化皮膜を形成せしめること、(b)次いで、該陽極酸化皮膜を形成されたアルミニウム材の一部又は全部を金型内の所定形状のキャビティー内に配置し、キャビティー内に露出する該陽極酸化皮膜面の一部又は全面に対し溶融合成樹脂を射出して該陽極酸化皮膜の表面に開口する無数の該孔内に該溶融合成樹脂の一部を侵入せしめると共に該キャビティー内の溶融合成樹脂を加圧充填成形することを特徴とするアルミニウム材と合成樹脂成形体の複合品の製造法に存する。
更に本発明は、請求項2に記載の通り、該アルミニウム素材を、液温10〜30℃、濃度15〜40％の燐酸の水溶液から成る燐酸浴中で、これを陽極とし、電圧20〜100V、電流密度0.5〜2A/dm2で直流電気分解を5〜25分行い、直径30nm〜90nmの無数の孔を有する陽極酸化皮膜を形成することを特徴とする複合品の製造法に存する。
更に本発明は、請求項3に記載の通り、該アルミニウム素材を、液温10〜30℃、0.05〜0.3モルの水酸化ナトリウムの水溶液から成る水酸化ナトリウム浴中で、これを陽極とし、電圧15〜45V、電流密度0.5〜3A/dm2で5〜25分直流電気分解を行い、直径25nm〜90nmの無数の孔を有する陽極酸化皮膜を形成することを特徴とする複合品の製造法に存する。
更に本発明は、請求項4に記載の通り、該金型を加熱した状態で溶融合成樹脂を該金型のキャビティー内に射出することを特徴とする複合品の製造法に存する。
更に本発明は、請求項5に記載の通り、板状のアルミニウム素材又はこれをプレス加工により2次元又は3次元に屈曲成形して成るアルミニウム素材を用い、その該陽極酸化皮膜の全面又は一部に射出成形によりキャビティーの形状に対応する形状の合成樹脂成形体を形成すると共に、その一部が該陽極酸化皮膜に食い込み結着した状態で接合して成ることを特徴とする複合品の製造法に存する。
更に本発明は、請求項6に記載の通り、燐酸又は水酸化ナトリウムの電解浴により孔径25nm〜90nmの孔が無数に有する陽極酸化皮膜を形成された所望の形状のアルミニウム材の一部をインサート成形用金型内に差し込み、この状態でキャビティー内に溶融合成樹脂を射出し、その溶融合成樹脂の一部を該アルミニウム材のインサート部の表面に形成されている該陽極酸化皮膜の無数の該孔内に侵入せしめた状態で該キャビティー内の溶融合成樹脂を加圧充填成形することを特徴とする複合品の製造法に存する。
更に、本発明は、請求項7に記載の通り、請求項1〜6のいずれか1つに記載の複合品の製造法により製造された複合品に存する。
更に、本発明は、請求項8に記載の通り、上記の複合品の製造法により陽極酸化処理を施された所望の形状のアルミニウム材の該陽極酸化皮膜の無数の該孔内に射出成形により合成樹脂成形体を食い込み結着した状態で接合して成る複合品を製造した後、該合成樹脂成形体で被覆されていない残る陽極酸化皮膜面を耐食性塗料で塗装し、その耐食性塗膜を形成することを特徴とする後処理を施された複合品の製造法に存する。
更に、本発明は、請求項9に記載の通り、複合品の製造法により陽極酸化処理を施された所望の形状のアルミニウム材の該陽極酸化皮膜の無数の該孔内に射出成形により合成樹脂成形体を食い込み結着した状態で接合して成る複合品を製造した後、該合成樹脂成形体で被覆されていない残る陽極酸化皮膜面を塗装し、その耐食性塗膜を形成することを特徴とする後処理を施された複合品の製造法に存する。
更に、本発明は、請求項10に記載の通り、該合成樹脂成形体を射出成形される合成樹脂として、急激な温度変化によるアルミと合成樹脂との線膨張の差を吸収できる弾性率を有する合成樹脂を使用することを特徴とする後処理を施された複合品の製造法に存する。
更に、本発明は、請求項11に記載の通り、請求項8,9又は10に記載の製造法により後処理を施された複合品に存する。
更に、本発明は、請求項12に記載の通り、(a)板状のアルミニウム素材の両面に、請求項1の(a)により燐酸又は水酸化ナトリウムの電解浴による陽極酸化処理を施して、表面に開口した直径25nm〜90nmの孔を無数に形成して成る陽極酸化皮膜を形成せしめること、(b)次いで、その陽極酸化処理を施されたアルミニウム材の一方の面に印刷面を形成すること、(c)次いで、これを、プレス加工により2次元又は3次元に屈曲成形すること、(d)次いで、屈曲成形され、且つ該陽極酸化皮膜を形成されたアルミニウム材の一部又は全部を金型内の所定形状のキャビティー内に配置し、キャビティー内に露出する該陽極皮膜面の一部又は全面に対し溶融合成樹脂を射出して該陽極皮膜の表面に開口する無数の孔内に該溶融合成樹脂の一部を侵入せしめると共に該キャビティー内の溶融合成樹脂を加圧充填成形することの工程から成ることを特徴とする複合品の製造法に存する。
更に、本発明は、請求項13に記載の通り、(a)板状のアルミニウム素材の一方の面に印刷面を形成すること、(b)次いで、これを、プレス加工により2次元又は3次元に屈曲成形すること、(c)次いで、屈曲成形されたアルミニウム素材の印刷を施されていない他方の面に請求項1の(a)により燐酸又は水酸化ナトリウムの電解浴による陽極酸化処理を施して、表面に開口した直径25nm〜90nmの孔を無数に形成して成る陽極酸化皮膜を形成せしめること、(d)次いで、該陽極酸化皮膜を形成されたアルミニウム材の一部又は全部を金型内の所定形状のキャビティー内に配置し、キャビティー内に露出する該陽極皮膜面の一部又は全面に対し溶融合成樹脂を射出して該陽極皮膜の表面に開口する無数の該孔内に該溶融合成樹脂の一部を侵入せしめると共に該キャビティー内の溶融合成樹脂を加圧充填成形することの工程から成ることを特徴とする複合品の製造法に存する。
更に、本発明は、請求項14に記載の通り、(a)板状のアルミニウム素材の一方の面に印刷面を形成すること、(b)次いで、そのアルミニウム素材の印刷を施されていない面に、請求項2の(a)により燐酸又は水酸化ナトリウムの電解浴による陽極酸化処理を施して、表面に開口した直径25nm〜90nmの孔を無数に形成して成る陽極酸化皮膜を形成せしめること、(c)次いで、これを、プレス加工により2次元又は3次元に屈曲成形すること、(d)次いで、成形したアルミニウム材の該陽極酸化皮膜を形成されたアルミニウム素材の一部又は全部を金型内の所定形状のキャビティー内に配置し、キャビティー内に露出する該陽極皮膜面の一部又は全面に対し溶融合成樹脂を射出して該陽極皮膜の表面に開口する無数の該孔内に該溶融合成樹脂の一部を侵入せしめると共に該キャビティー内の溶融合成樹脂を加圧充填成形することの工程から成ることを特徴とする複合品の製造法に存する。
更に、本発明は、請求項15に記載の通り、射出成形用金型のスプルに接続するランナーの下垂路とその下端のゲートの外周を囲繞して加熱器を設けた射出成形用金型を用いることを特徴とする複合品の製造法に存する。
【発明の効果】
【０００５】
請求項1に係る発明によれば、前記の(a)工程と(b)工程を組み合わせた製造法により、キャビティーの形状に対応する形状の合成樹脂成形体が形成し得られると共に、その一部がアルミニウム材に施された陽極酸化皮膜に形成された直径25nm〜90nmを有する無数の孔内に食い込み結着した複合品が容易に得られ、且つ該合成樹脂成形体を上方に引っ張り上げるときの該アルミニウム材に対する引張力は、少なくとも20Kgf/cm2の引張力から50Kgf/cm2の引張力を超えてもビクともしない大きな値をもたらし、該アルミニウム材に対する大きな耐剥離性を有し、振動、衝撃に対し安定堅牢であり、且つ各種の電気・電子部品の取り付けに利用できる複合品をもたらす一方、同時に上記従来の課題を解消できる効果をもたらす。
請求項2又は3に係る発明によれば、請求項1の(a)に記載の特定の陽極酸化皮膜を形成することができる。
請求項4〜7のいずれか1つに係る発明によれば、上記の効果をもたらす複合品が得られる。
更に、請求項8〜11に係る発明によれば、上記の効果をもたらすと共に合成樹脂成形体で被覆されない陽極酸化皮膜面に耐食性を有する優れた後処理を施された複合品を円滑に製造できる。
請求項12〜15に係る発明によれば、上記の効果をもたらすと共に、2次元又は3次元に屈曲加工したアルミニウム材の外面に印刷面を具備した本発明の複合品が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
本発明のアルミニウム又はアルミニウム合金から成るアルミニウム材と合成樹脂成形体の複合品の製造法は、上記従来の技術で製造された従来市販のパソコンや携帯電話などの電気機器、電子機器などの部品、建材、建造物の屋内，外装置品、船舶、航空機、鉄道車両及び自動車などの内，外装置品、ナンバープレートなどの装飾品などの種々の大きさと形状を有するアルミニウム材と合成樹脂成形体とを組み付けて製造して成る全ての複合品の製造法の代わりに適用できる。
【０００７】
本発明の複合品の製造法の1例は、第1に、所望形状のアルミニウム素材から成るアルミニウム素材の表面を、表面に開口する無数の孔の少なくとも大部分の直径が25nm(ナノメータ)〜90nmを有する陽極酸化皮膜を形成されたアルミニウム材に作製すること、第2に、射出成形用金型を用い、かゝる陽極酸化皮膜を有するアルミニウム素材の該陽極酸化皮膜面に向かい、溶融合成樹脂を射出成形せしめることから成る。射出成形用金型としては、インモールド成形用金型又はインサート成形用金型が一般に用いられる。
茲で、「無数の孔の少なくとも大部分」とは、無数の孔の全てが直径25nm〜90nmであることは勿論、全ての孔の数の少なくとも約85%以上の孔の直径が25nm〜90nmであることを意味する。
而して、その複合品として、例えば、次のような各種の形態が考えられる。板状のアルミニウム素材又はこれをプレス加工により2次元又は3次元に屈曲して成る立体的なアルミニウム素材、或いは棒状、柱状、筒状などに加工したアルミニウム素材の夫々の片面、両面又は全周に、前記の陽極酸化皮膜を形成し、その少なくとも一方の陽極酸化皮膜面に部分的に、或いは全面的に溶融合成樹脂の射出成形により所定のキャビティーの形状に対応する形状の合成樹脂成形体が形成されると共に、その一部を該陽極酸化皮膜の無数の孔内に食い込み結着した状態で接合して成る複合品に製造する。或いは、上記の各種形状のアルミニウム素材の少なくともその両面又は全面を上記の陽極酸化皮膜を形成したアルミニウム素材のインサート部を、インサート成形用金型のキャビティー内に差し込み、この状態で溶融合成樹脂を該キャビティー内に射出すると共に加圧充填成形することにより、キャビティーの形状に対応する形状の合成樹脂成形体の一部が該インサート部の表面の該陽極酸化皮膜の無数の孔内に食い込み強固に結着した状態で接合した複合品を製造する。
【０００８】
次に、本発明の基本的なアルミニウム材と合成樹脂成形体との複合品の製造法につき、添付図面に基づいて説明する。
1)陽極酸化皮膜の形成:
アルミニウム素材としてアルミニウム又はアルミニウム合金のいずれを用いても本発明の目的を達成できるが、以下ではアルミニウム素材として、アルミニウムを用いた場合につき説明する。
実施例1
アルミニウム素材として、肉厚1〜2mm程度の所望の大きさの板状のアルミニウム素材1を用い、これを約5%の水酸化ナトリウム水溶液を60℃に加熱した温液で洗浄し、脱脂処理を行った後、水洗し、更に、20%の硝酸水溶液に浸漬して中和処理した後水洗した。
次いで、これを液温約18〜20℃、濃度30%前後の燐酸水溶液から成る燐酸浴の陽極とし、陰極にはアルミニウム板や鉛板などを用い、電圧30V〜70Vの範囲、電流密度0.5〜1A/dm2 程度で直流法により電気分解を20分行った。かくして、該アルミニウム板の表面に深さ1〜1.5μ程度のポーラスな陽極酸化皮膜が形成される。該陽極酸化皮膜は、周知のように、表面に開口する細長い孔の密集した多孔質層とその多孔質層の底から金属面までの薄い緻密な絶縁層とから成る。
而して、上記の陽極酸化処理では、表面に形成された開口した無数の孔の殆ど全部の孔の直径は約40〜90nmであった。
【０００８】
実施例2
実施例1に用いた燐酸浴に代え、水酸化ナトリウム浴を用い実施例1に用いたと同じ板状のアルミニウム素材1に陽極酸化処理を行った。即ち、電解浴としては、0.2モルの水酸化ナトリウムの水溶液から成る液温約18〜20℃の電解浴を用い、電圧25V、電流密度0.5A/dm2 程度で約20分直流で電気分解を行った。これにより、深さ0.5〜1μで且つ無数の孔の殆ど全部の孔の直径約30〜50nmのポーラスな陽極酸化皮膜が形成された。
【０００９】
上記の実施例1,2で得られた表面に陽極酸化皮膜を形成された夫々の板状のアルミニウム材は、次いで、硝酸水溶液で洗浄した後、熱風で乾燥した。
図1は、上記の実施例1又は2により陽極酸化処理して得られた両面に、陽極酸化皮膜が形成された板状のアルミニウム材A′(以下これを陽極酸化処理板A′と略称する)の一部を模写的に描いた断面図である。同図で、厚さ1mmの陽極酸化処理板A′の厚さは1mmであるが、その厚さは中間省略されて居る。2はその陽極酸化皮膜、2aは無数の孔3を有する多孔質層、2bは絶縁層を示す。Dは該孔3の直径を示す。図2は、実施例1で得られた陽極酸化処理板A′の燐酸の陽極酸化皮膜2の表面の電子顕微鏡写真である。
而して、燐酸浴、水酸化ナトリウム浴を用いアルミニウム素材1を上記のように処理することにより、ポーラスな陽極酸化皮膜2が有する無数の孔3の少なくとも大部分が、直径25nm〜90nmの孔から成る陽極酸化処理板Aが得られることを確認した。
また、実施例1と実施例2を比較し明らかなように、同じ電気分解時間であれば、燐酸浴が水酸化ナトリウム浴に比し、短時間に且つ孔径がより大きい孔が得られ有利であることが判る。
尚、上記実施例1において用いた電気分解時間を3分と短縮した場合には、陽極酸化皮膜に形成される大部分の孔の直径が25〜30nmの範囲から成る陽極酸化処理板が得られた。
尚、因みに、実施例1及び実施例2における電気分解時間を30分と延長した場合には、陽極酸化皮膜面に粉が噴いて、その粉が皮膜となり、無数の孔を閉塞し、溶融合成樹脂の侵入を阻止し、合成樹脂成形体との強固な接合を不可能とした。逆に、実施例において用いた電気分解時間を1分と、実施例2において用いた電気分解時間を3分と短縮した場合には、直径25nm以上の孔は殆ど形成されず、溶融合成樹脂の侵入が殆どなく、合成樹脂成形体との強固な接合は得られなかった。
【００１０】
2)射出成形による複合品の製造:
上記により作製した陽極酸化皮膜2の孔3の大部分の直径が25nm〜90nmの範囲から成る図1に示す本発明の陽極酸化処理板A′を射出成形用金型、例えば、インモールド成形用金型に収容設置し、溶融合成樹脂を金型の所定形状のキャビティー内に射出し、所定形状の合成樹脂成形体を該陽極酸化皮膜の無数の孔内に侵入させると共にキャビティー内に加圧充填し、この状態で金型を冷却し、その凝固を行うときは、合成樹脂成形体の一部が該アルミニウム処理板A′の該陽極酸化皮膜2に、その無数の孔3,3,…に食い込み結着した状態で強固に接合された本発明の複合品を製造することができる。その実施例を図3及び図4を参照し説明する。
【００１１】
図3に示す実施例は、インモールド成形用金型4を用いた。即ち、その一方の金型4aの上面に図1に示す該陽極酸化処理板A′を設置し、これと対向する金型4bには、その下面に該陽極酸化処理板Aを嵌合収容する開口凹部空間と、その上面に該陽極酸化皮膜2面の一部と図示の例では、該皮膜2面の中心の一部面域と対面する所定形状のキャビティー5を形成されて成るインモールド成形用金型4を用い、図4に示すように対向する上下の金型4a,4bを閉じた状態で、外部から溶融合成樹脂をスプルー4cを介しピンポイントゲート4dから該キャビティー5内に射出せしめると共に該キャビティー5内に加圧充填する。然るときは、その溶融合成樹脂の一部は対面する該陽極酸化皮膜2の無数の孔3内に射出圧力で強力に侵入させると共に該キャビティー5内に充填される。次いで、図示しないが、金型を貫通する冷却水により溶融合成樹脂を凝固させる。かくして脱型して図5に示すような陽極酸化処理板Aと合成樹脂成形体6の複合品Pが得られる。該複合品Pは、同図に明示するように、陽極酸化処理板A′に、その該陽極酸化皮膜2の無数の孔3内に合成樹脂成形体6の下端部6aにおいて無数の孔3,3,…内に食い込み結着した接合状態の耐剥離性の大きい強固な製品として得られる。
【００１２】
この複合品の製造において、図示しないが、金型4にヒーターを具備し、これにより該金型を加熱した状態で上記のインモールド成形を行うことが好ましい。これにより、溶融合成樹脂と加熱された陽極酸化処理板Aとの食い込み接合を更に容易に行うことができる。また、その射出成形時の成形圧力は約700Kg以上あればよい。一般に、金型の温度90〜180℃、成形圧力700〜1200Kgで射出成形作業を行うことが一般であり好ましい。
合成樹脂材としては、PP,PE,PBT,ABS,PPSなどの各種樹脂が使用でき、その樹脂の種類を問わず、合成樹脂成形体6と本発明の陽極処理アルミニウム材Aとが互いに強固に結着した複合品Ｐを得られることを確認した。
【００１３】
上記の該陽極酸化処理板A′の該陽極酸化皮膜2面の一部に合成樹脂成形体6を食い込み接合した複合品Pの製造に代え、その陽極酸化皮膜2面の全面に合成樹脂成形体６を食い込み接合した複合品を製造するようにしてもよい。
図4は、かゝる複合品を製造する実施例を示す。
即ち、図4に示すインモールド成形用金型4′を用いる。該金型4′は、その一方の金型は、前記の金型4aと同じ構成のものを用い、これに対向する他方の金型、即ち、鋳型は、その下面に、陽極酸化板Aの該陽極酸化皮膜2面の全面に対面する所定形状のキャビティー5′を形成された金型4b′を用いる。先の実施例と同様に、両金型4a,4b′を閉じた状態で、該ピンポイントゲート4dを介し溶融合成樹脂を該キャビティー5′内に射出成形する。かくして、その合成樹脂成形体6′の下端部6a′全面を、該陽極酸化皮膜2面の全面に開口する無数の孔3,3,…に食い込み状態で結着した状態で強固に複合品P′が得られる。
尚、図示しないが、雌金型として複数個の所望形状のキャビティーを形成したものを用い、雄金型に、その夫々のキャビティーに通ずる夫々独立して設けたゲートを介し溶融合成樹脂を射出することにより、該陽極酸化処理板A′の該陽極酸化皮膜面に、複数個所に夫々独立した合成樹脂成形体を食い込み接合せしめた複合品を製造するようにしてもよいことは勿論である。
【００１４】
また、該陽極酸化処理板A′には、上記のように、その両側面に陽極酸化皮膜2,2を形成した場合は、所望により、その両側面に合成樹脂成形体を食い込み接合した複合品を製造するようにしてもよい。
一般に、燐酸浴を用いて作製した陽極酸化板に、合成樹脂成形体を食い込み接合せしめて成る複合品と水酸化ナトリウム浴を用いて作製した陽極酸化処理板に合成樹脂成形体を食い込み接合せしめて成る複合品について、プル試験器を用いてその接着力、即ち、引張強度を測定したところ、燐酸浴により作製した陽極酸化処理板を用いたものの方が水酸化ナトリウム浴により作製した陽極酸化処理板を用いたものより、その接着力の大きい複合品が得られることが確認された。また、水酸化ナトリウム浴による陽極酸化処理板は、最小でも20Kgf/cm2の引張強さをもたらし、燐酸浴による陽極酸化処理板は、最小でも30Kgf/cm2の引張強さをもたらすことが確認された。
【００１５】
3)後処理:
図5に示すように、該陽極酸化皮膜2の一部に合成樹脂成形体6を食い込み接合して成る複合品Pは、そのまゝ製品としてもよいが、燐酸浴及び水酸化ナトリウム浴で形成した陽極酸化皮膜2は、電気絶縁性及び耐食性が比較的弱いため、該合成樹脂成形体6と接合していない外気に露出した陽極酸化皮膜2面部に後処理を行うことが好ましい。後処理としては、塗装、或いは硫酸浴による陽極酸化皮膜の形成を行い、所望により、その封孔処理を行い、更には、必要に応じ、所望の色に染色する着色処理を行う。かくして、電気絶縁性、耐食性に優れ、更には、外観上美麗な製品とすることが好ましい。
【００１６】
図6は、図5に示す複合品Pを製造後、これに後処理を施し、該合成樹脂成形体６が接合されていないその外周の外気に露出した陽極酸化皮膜面域に硫酸浴による陽極酸化皮膜2′を形成した後処理を施した複合品P1の1例を示す。更に必要に応じ、その皮膜2′に周知の手段で封孔処理を施すことができる。陽極酸化皮膜2′は、一般に、無数の開口した孔の直径は10nm程度と小さく且つその深さは2〜10μ程度と深いため、絶縁性、耐食性に優れた複合品P′を提供する。その皮膜2′を形成するには、前記の図5に示す複合品Pにつき、その脱脂、中和、化学研磨後、例えば、10〜20％硫酸の水溶液から成り且つ15〜25℃の硫酸浴に、該複合品Ｐ陽極とし、電圧10〜25V、電流密度1〜2/Adm2 で直流電解を行う。その後、これを水蒸気処理や沸騰水処理などの周知の封孔手段で封孔処理する。着色するには、封孔処理前に、酸性染料、媒染染料、或いは塩基性染料などの各種の染料から選択し、その染料を用い、例えば、浴温50〜70℃の染浴を用いるなど周知の所望の着色手段で所望の色に着色する。
【００１７】
上記の諸工程を経るとき、各工程の処理温度の差が最高100℃、最低15℃と大きいため、処理工程中に、複合品に急激な温度差によるヒートショックが何度も繰り返し与えられる。従って、アルミニウムと合成樹脂の線膨張の違いを考慮し、前記の射出成形により合成樹脂成形体とする合成樹脂材として、その線膨張の差を吸収できる弾性率、好ましくは、10000Mpa以下の弾性率を有し、且つ耐熱水性と耐薬品性を有する樹脂を選択して用いることが好ましい。かゝる樹脂として、ポリブチレンテレフタレート(PBT)やポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)などのオレフィン系樹脂が最適である。
【００１８】
図7は、後処理として図5に示す複合品の合成樹脂成形体6に接合しない外気に露出した該陽極酸化皮膜2面部に塗装し、塗膜7を形成して成る複合品P2を示す。塗装の場合は、該燐酸又は水酸化ナトリウムによる該陽極酸化皮膜2は、無数の孔3を有するため、塗料の一部は、図示のように、これらの孔3内に侵入し、その塗装を常温又は加熱により乾燥後、該皮膜2面に強固に密着した状態の安定堅牢な塗膜7をもたらす。従って、塗装前に該皮膜にプライマー処理を施すことは不要である。塗膜7の厚さは、例えば10ミクロン程度とするが、勿論これに限定されない。
塗料としては、ビニル系樹脂、アクリル系樹脂、フェノール系樹脂、シリコン系樹脂、ウレタン樹脂などの各種の合成樹脂塗料が一般に好ましく使用される。
【００１９】
上記から明らかなように、従来、各別に用意した板状又はプレス加工したアルミニウム素材と所望形状の合成樹脂成形体とを各種の連結材を介し組み付けて各種の複合品を製造するに代わり、上記の本発明の複合品の製造法を用いることにより、製造工程が少なく、高能率且つ安価にこれらの複合品を製造することができる。本発明の複合品の製造法は、例えば、スイッチボックス用ケース及びカバー、デジタルカメラ用ケース及びカバー、電気・電子部品を取り付けるためのシャーシ、自動車のフロントパネル、ドアの把手、ナンバープレートなどの内外装置品、各種の建材、各種の室内、外の装飾品などの複合品に適用する。
【００２０】
図8乃至図11は、図18に示す従来のスイッチボックスのカバーに対応する本発明の複合品P3を示す。該複合品P3は、前記した本発明の複合品の製造法により次のように製造したものである。
即ち、板状のアルミニウム素材をプレス加工により中央に配線挿通用の四角形の貫通孔aを有する筺型に成形されたアルミニウム素材を燐酸浴により実施例1と同じ条件により、大部分の孔径が40nmから成る陽極酸化皮膜2を形成して成る筺型のアルミニウム材PA′、即ち、陽極酸化処理カバーPA′を作製した後、インモールド成形用金型内に収容し、該カバーPA′野裏面の該陽極酸化皮膜2に、溶融ポリエチレン樹脂を射出して、図示のように該貫通孔aの周縁に筒状成形体8と該カバーPA′の四隅の近傍に位置して電気・電子機器取り付け用シャーシを装着するためのスタッドとして用いられる4個の円筒状成形体9とその該カバーPA′の上下壁の中央の裏面から端面にかけて成形されたスイッチのケースに嵌合係着して取り付ける係止用成形体10とを夫々その無数の孔内に食い込み接合して本発明のスイッチカバーの複合品P3に製造したものである。11は、インモールド成形用金型の中心に設けた1つのゲートからこれらの成形体8〜10を成形するための夫々のキャビティーに通ずるランナーに対応して固化成形されたリブを示す。これらリブ11は、該カバーPA′を裏面から支持し、機械的強度を補強するに役立つ。尚、該カバーPA′は、これら合成樹脂成形体8〜10で被覆されない全ての面域は、爾後処理により硫酸浴による陽極酸化皮膜2″が形成されている。
【００２１】
このように、図8〜図11に示す本発明の複合品P3から明らかなように、所望の形状にプレス加工されたアルミニウム素板の表面に、本発明の上記の陽極酸化皮膜2を形成して成るアルミニウム材、換言すれば、アルミニウム屈曲加工品を製造後これをインモールド成形によりその少なくとも片面に所望の形状、寸法の合成樹脂成形体をその一部を射出成形により陽極酸化皮膜に食い込み結着させることにより、一挙にアルミニウムと合成樹脂成形体とが強固に結着された複合品が得られることが判る。
【００２２】
図示の複合品P3の該アルミニウムカバーPA′に対する合成樹脂成形体8〜10の接着強度を測定するため、該複合品P3を固定設置し、その該円筒状スタッド(外径10mm)にプル試験器の挿着棒をねじ込み、この状態からプル試験器を上方へ引張り、そのプル試験器の目盛を観察したところ、針が表示目盛の限界値を示す引張強度50Kgf/cm2を越えても、合成樹脂成形体8〜10はビクともしない耐剥離性の大きい接着強度を示した。前記の実施例2により作製したアルミニウムカバーを用い、上記と同様に複合品を製造したものにつき、同様の引張強度を行ったところ、同様に引張強度45Kgf/cm2で、接合部に亀裂が生じ、耐剥離性の大きい接着強度を示した。
【００２３】
上記の本発明によれば、更に次のような利点をもたらす。
即ち、従来、アルミニウム板をプレス加工して筺体を作製し、その内面に電気部品を取り付けるための金属製のスタッドを電気的に溶接することが行われているが、その板厚が0.6mm以下の場合は、その電気溶接によるひずみが生じ、商品化は困難であったが、本発明のように、該アルミニウム筺体を上記のように直径25nm〜90nmの無数の孔を有する陽極酸化皮膜を形成し、射出成形によりその裏面に合成樹脂成形体のスタッドを接合できるので、ひずみのない複合品として商品化できる。
【００２４】
図12は、上記の複合品のカバーPA′にシャーシを取り付けた使用状態を示す。即ち、電子機器eを中央に具備したシャーシdを四隅の各スタッド9上に載置し、各ビスfをスタッド9に捻じ込み、これらスタッド9,9,…上にシャーシdを取り付けた状態を示す。
【００２５】
本発明の複合体を射出成形用金型により製造するに当たり、ホットランナー金型を用い製造することが好ましい。図13は、その金型の1例を示す。図面で40は金型を示す。該金型40は、上型40bと下型40aとから成り、その上型40bには、その上面の中央にスプル40cと、その下面の左右に、該スプル40ｃに対し等距離に位置して開口する左右のゲート40d,40dとを具備し、且つ該スプル40cと左右の各ゲート40dとの間を接続するランナー40eを次のように具備する。即ち、該ランナー40eは、スプル40cから下垂する中央路40e1と該中央路40e1から左右に水平に等距離延びる水平路40e2,40e2と左右の水平路40e2,40e2から下垂し左右のゲート40d,40dに連なる左右の下垂路40e3,40e3とから成る。而して、ランナー40eの左右の各下垂路40e3とゲート40dの外周を囲繞して加熱器12を内蔵したノズル13を設けて、該ランナー4eをホットランナーに構成した。
該加熱器12としては、外部電源に接続する通電の電熱器の加熱用コイルでも、外部の高周波発振器に接続する電磁誘導加熱用コイルのいずれでもよい。図面で12aは、外部の高周波発振器に接続するリード線を示す。
【００２６】
尚、該上型40bの下面には、その左右の各ゲート40dに連通開口する所定形状の合成樹脂成形用キャビティー50を刻成されている。図示の例では、該キャビティー50は、スタッド成形用のキャビティーを示す。一方、該下型40aの上面には、筺型のアルミニウム素材1の両面に本発明の直径20nm〜90nmの無数の孔3を形成された陽極酸化皮膜2,2を形成された筺型のアルミニウム材PBの底壁部を設置固定する方形の嵌合用凹面40a1を設け、更に、該上型40bの下面には、該筺型のアルミニウム材PBの底壁部のPB1の四周から上方に突出する四周壁PB2を嵌合受容する四周凹部40b1が形成されている。金型40は、左右対象の同じ構造であるので、図面では右側の要部の構成を省略した。
かくして、該金型40の上型40b及び下型40aを図示のように閉じ、該外部の高周波発振器を起動させ、その加熱用コイル12に通電し、その電磁誘導作用により該筐型のアルミニウム材PBを加熱する一方、射出成形機の加熱シリンダーにより、加熱溶融合成樹脂を該スプル40cより該ランナー40eを介し左右の各該ゲート40dよりの各キャビティー50内に射出せしめ、スタッドの合成樹脂成形体60を成形する作業において、該ランナー40eを通る溶融合成樹脂は、該キャビティー50に流入する前に、左右の各ノズル13内の該加熱用コイル12により加熱されて良好な流動性を保持されるので、該キャビティー50内に隅々まで容易に溶融合成樹脂を充満できると共に、その対面する該陽極酸化皮膜2の無数の該孔3内に容易に侵入せしめることができる。従って、前記の通電を断ち、下型40aによる冷却作用で凝固して得られるスタッドの合成樹脂成形体60の下端部60aは、無数の孔3内に充分に食い込み結着された状態の強固な複合品P4が得られる。尚、該加熱用コイル12は銅製が好ましい。また、冷水を通し発熱を防止するため、所望によりパイプ状のものを使用してもよい。
【００２７】
板状のアルミニウム素材を原料として、本発明の複合品を製造するに当たり、表面に印刷を施された複合品を製造する場合もある。かゝる複合品を製造するには、下記の3つの異なる製造法により製造することができる。これを図14〜図16を参照し乍ら以下説明する。
製造法1:
図14に示す製造工程(a),(b),(c),(d)により製造される。即ち、第1工程として、同図(a)に示すように、板状のアルミニウム素材1の両面に直径20nm〜90nmの無数の孔3を有する本発明の陽極酸化皮膜2,2を形成すること、次いで、同図(b)に示すように、その陽極酸化皮膜2,2の一方の面に所望の印刷インキで所望の印刷手段で印刷し、印刷面14を形成すること、次いで、同図(c)に示すように、プレス加工により所望形状の2次元又は3次元に成形すること、例えば、図示のように、四周を折り曲げて筺体に成形すること、次いで、所定形状の金型のキャビティー内に溶融合成樹脂を該陽極酸化皮膜面に射出し、且つ加圧充填成形することにより、同図(d)に示すように、印刷面14とは反対側の陽極酸化皮膜2の無数の該孔3内にキャビティーの形状に対応する形状の合成樹脂成形体6を形成すると共に、その一部6aが食い込み結着した状態に強固に接合された複合品を製造すること。
【００２８】
製造法2:
図15に示す製造工程(a),(b),(c),(d)により製造される。即ち、第1工程として、同図(a)に示すように、板状のアルミニウム素材1の一方の面に印刷面14を形成すること、次いで、同図(b)に示すように、これを、プレス加工により2次元又は3次元に成形すること、例えば、図示のように、両端を折り曲げてU状枠体に成形すること、次いで、同図(c)に示すように、そのアルミニウム素材の他方の面に本発明の直径20nm〜90nmの無数の孔3を有する陽極酸化皮膜2を形成すること、次いで、製造法1の場合と同様に射出成形することにより、同図(d)に示すように、所定形状の合成樹脂成形体6を形成すると共に、その一部6aが該陽極酸化皮膜2の無数の該孔3に食い込み結着した状態に強固に接合された複合品を製造すること。
【００２９】
製造法3:
図16に示す製造工程(a),(b),(c),(d)により製造される。即ち、第1工程として、同図(a)に示すように、板状のアルミニウム素材1の一方の面に印刷面14を形成すること、次いで、同図(b)に示すように、その他方の面に本発明の直径20nm〜90nmの無数の孔3を有する陽極酸化皮膜2を形成すること、次いで、同図(c)に示すように、これを、プレス加工により2次元又は3次元に成形すること、例えば、図示のように、四周を折り曲げて筺体に成形すること、次いで、溶融合成樹脂を成形用金型のキャビティー内に陽極酸化皮膜の全面に射出し、且つ加圧充填成形することにより、同図(d)に示すように、所定の形状の合成樹脂成形体6を形成すると共に、その一部6aが該陽極酸化皮膜2の無数の該孔3内に食い込み結着した状態に強固に接合された複合品を製造すること。
印刷に使用されるインキや印刷手段は、従来公知のものが選択使用される。顔料を、各種の合成樹脂、油、溶剤などのビヒクルに分散し、ワックス、ドライヤーなどの補助剤を添加した各種のインキであり、印刷版の種類によれば、凸版インキ、平板インキ、グラビアインキ、紫外線硬化型インキなどの各種の印刷に適した各種のインキが選択使用され、これら所望の印刷インキを使用し、板状のアルミニウムの片面に直接又は陽極酸化処理を施したその皮膜面に、ロールコーター印刷、オフセット印刷、フローコーター印刷などにより印刷し、その印刷面を形成する。一般に、膜厚5〜30μ程度の範囲で行う。
【００３０】
上記の本発明の複合品の製造法から容易に理解できるように、上記のインモールド成形の他に、インサート成形によっても本発明の複合品を製造することができる。
即ち、図示しないが、インサート成形用金型のキャビティー内に、予め直径20nm〜90nmを有する孔3を無数に有する本発明の陽極酸化皮膜を形成されたアルミニウム材の一部を差し込み、この状態で溶融合成樹脂を該キャビティー内に射出し、且つ該キャビティー内を加圧充填成形することにより、所定の形状の合成樹脂成形体の一部が該アルミニウムの差し込み部に形成されている該陽極酸化皮膜の該無数の該孔内に食い込み結着した状態で接合した状態で埋め込まれた大きい引張強度を有する衝撃や振動に対し安定堅牢な複合品が得られる。従って、本発明によれば、従来、製造できなかった互いに強固に接合されたアルミニウム材と合成樹脂成形体のインサート成形から成る複合品を製造できる。
【００３１】
図17は、上記のインサート成形法により製造された複合品の1例の横断面図を示す。
同図に示す複合品P5は、肉圧で長矩形状のアルミニウム素材10をプレス加工により横断面コ字状の枠部材に形成すると共に、その全表面を陽極酸化処理により本発明の直径20nm〜90nmの無数の孔3を有する陽極酸化皮膜2を形成されて成る陽極酸化処理部材PCの上下の腕部PC1及びPC1の一部が、肉圧の長矩形板状の合成樹脂成形体600内に鋳込み成形された該コ字状の陽極酸化処理部材PCが把手として作用する複合品である。同図に明らかなように、該成形体600の一部600aは、前記の射出成形により該上下の腕部PC1及びPC1の表面に形成されている陽極酸化皮膜2の無数の該孔3内に食い込み結着された状態で接合しているので、振動、衝撃に対し安定堅牢な複合品をもたらす。
上記の本発明の複合品の製造は、射出成形用金型により一挙に複合品を製造するようにしたものである。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
以上から明らかなように、本発明は、建築物、船舶、航空機、鉄道車両等の内外装部品、自動車の外装エンブレム、内装ドアグリップなどの内外装パネル、パソコン、デジタルカメラ・携帯電話、PDA・電子辞書・プリンター、テレビ、オーディオ機器などの各種電気・電子機器の部品を取り付けに利用可能なアルミニウムと合成樹脂成形体の複合品の製造分野に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】  本発明のアルミニウム材と合成樹脂成形体の複合品の製造に適用できるようにアルミニウム素材の表面を陽極酸化処理して成る陽極酸化皮膜を形成されたアルミニウム材の一部を省略した縦断面模写図である。
【図２】  図1に示すアルミニウム素材に形成された陽極酸化皮膜の表面の電子顕微鏡写真である。
【図３】  図1に示す陽極酸化皮膜を形成されたアルミニウム素材を成形用金型内に設置し、その陽極酸化皮膜の一部に合成樹脂成形体を食い込み接合されて成る本発明の複合品の製造法の実施の１例を説明する縦断面図である。
【図４】  図1に示す陽極酸化皮膜を形成されたアルミニウム素材を成形用金型内に設置し、その陽極酸化皮膜の全面に合成樹脂成形体を食い込み接合されて成る本発明の複合品の製造法の他の実施例を説明する縦断面図である。
【図５】  図3に示す実施例により製造された本発明の複合品の一部の縦断面模写図である。
【図６】  図5に示す本発明の複合品の合成樹脂成形体と接合されていない陽極酸化皮膜面の残部を、硫酸陽極酸化皮膜により後処理を施された本発明の複合品の一部の断面模写図である。
【図７】  図5に示す本発明の複合品の合成樹脂成形体と接合されていない陽極酸化皮膜面を、塗装により後処理を施された本発明の複合品の一部の縦断面模写図である。
【図８】  本発明の複合品の製造法により製造されたスイッチボックスのカバーとして用いられる複合品の1例の裏面図である。
【図９】  本発明の複合品の製造法により製造されたスイッチボックスのカバーとして用いられる複合品の1例の裏面図である。
【図１０】  図8のA-A線裁断面図である。
【図１１】  図8のB-B線裁断面図である。
【図１２】  図8に示す本発明の複合品に電子機器用シャーシを取り付けた使用状態の一部を裁除した側面図である。
【図１３】  本発明の複合品の製造法の他の実施例として用いる射出成形用金型の一部の要部の裁断側面図である。
【図１４】  図14(a)〜(d)は、印刷を施された本発明の複合品の製造法の製造工程の1例を示す裁断側面図である。
【図１５】  図15(a)〜(d)は、印刷を施された本発明の複合品の製造法の製造工程の他の1例を示す裁断側面図である。
【図１６】  図16(a)〜(d)は、印刷を施された本発明の複合品の製造法の製造工程の更に他の1例を示す裁断側面図である。
【図１７】  インサート成形法により製造した本発明の複合品の1例の縦断面図である。
【図１８】  スイッチボックスのカバーとして用いられる従来の複合品の分解斜視図である。
【符号の説明】
【００３５】
1,10,100  アルミニウム素材,アルミニウム材
2  燐酸浴又は苛性ソーダ浴による陽極酸化皮膜
2′  燐酸浴による陽極酸化皮膜
3  陽極酸化皮膜の孔
D  孔の直径
A′  陽極酸化処理板
4,4′  射出成形用金型,インモールド成形用金型
5,5′,50  キャビティー
6,6′,60,600 合成樹脂成形体
6a  合成樹脂成形体の食い込み接合下端部
7  塗膜
40  ホットランナー金型
40e3  下水路
8  貼着剤、塗工面
12  加熱器
PB  筐型のアルミニウム材
14  印刷面
PC  陽極酸化処理部材
PD  アルミニウム材
P,P1,P2,P3,P4,P5,P5 本発明の複合品
【図１】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図２】
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